日晷:古人依靠太陽照射的影子計時,那陰雨天沒有太陽怎麼辦

2020-12-14 深耕文化

關於日晷

去年改編自馬伯庸小說的《長安十二時辰》隆重上映,影片中,有大量日晷的鏡頭,不難發現,在唐代這種日晷計時極為盛行。現在日晷在我們的生活中也比較常見,多在一些古代大院之內。

比如故宮內,喬家大院內等,都有這種類似於鐘錶一樣的計時工具,那麼日晷不用機械,不用電池,怎麼準確記錄時間呢?從日晷的錶盤上,我們可以發現,日晷上的刻度是中間指針的影子落上的,也就是說影子就相當於我們的鐘表指針。

當太陽升起來,隨著高度和方位的不同,影子的方位也不同,因為中間的指針是固定的,所以影子圍繞著中間的指針「轉動」,如此一來,就可以達到我們想要的效果。既然日晷是利用指針的影子來計時,那就得必須有太陽,如果遇到下雨天沒有太陽怎麼辦?

日晷的來源

在我國古代,有關日晷最早的記錄是在周朝,周朝人們就已經習慣用日晷來計時,並且發明了其規則,即一天12個時辰,24個小時,並在日晷上詳細標明其刻度。

1897年,我國出土了現存最早的日晷,出土於自內蒙古自治區託克託,史料《漢書·律曆志》中曾寫司馬遷:乃定東西,主晷儀,下刻漏。說明在古代,日晷的製作需要專業的人士製作,並且要熟悉天幹地支等。

其實在國外,希臘人在很早也已經利用日晷計時,雖然和我國的日晷外形上有所區別,但是原理作用大同小異,畢竟我們共用一個太陽,外國人發現日晷計時也是情理之中。

英國科學家李約瑟在他的《中國科學技術史》一書中,就明確表明,日晷在世界的發展中,中國和西方是並行的。也就是說,我國古代人民也較早地掌握了先進的天文技術。

日晷的結構和原理

在一些現存的日晷中,雖然其錶盤上所繪的刻度有所不同,但大體上都非常相似,結構上,晷面都是傾斜於水平面,由晷面、晷針、刻度組成。相對來說,還是非常簡單的。

一般來說,日晷的晷面上是三個圓,最裡面的圓圈表示天幹地支,即:子、醜、寅等,中間標有12個時辰,外圈對應的「初」「正」兩格。這種日晷在古代較為複雜,實質上,在民間日晷中,只用來記錄一天的時間,不用來記錄節氣。

那些記錄節氣的日晷,多數是赤道式日晷,可以記錄春分秋分等,《周髀算經》中記載:故冬至日晷丈三尺五寸,夏至日晷尺六寸。冬至日晷長,夏至日晷短。

在一天中,當太陽照射到晷針上,影子就在相反的方向,我們在這個方向標上刻度,比如上午9時。隨著太陽的升起來,影子在不斷變短,下午影子又逐漸拉長,這也是為什麼要做成斜式的原因。

無論我們是在北半球還是南半球,影子的長度和方向都是在變化的,理論上來說,根據影子的方向和長度都可以計時,但是相對而言,用影子的方位計時顯得更為方便。

古代人們很早就發現,太陽的東升西落,一年內太陽的變化等,所以太陽是古人最好奇的天文現象之一,可以說,日晷是古代人們根據地球的自轉和公轉而發明的最簡單實用的計時工具。

但是,由於日晷的計時必須依靠太陽,所以當晚上來臨,或者下雨天來到,日晷就沒有用武之地了。下雨天需要「水鍾」等計時器,晚上可能就需要打更了。

古代的計時器

漏壺

1968年,在我國河北出土了一個青銅漏壺,經過專家考證,這種漏壺往往都是三個在一起共同工作,壺壺相連,在最下面的壺裡,刻有刻度,用來計時。而且,這種刻度非常精確,比日晷更加地準確。

而且在漏壺的兩側,專家還發現了節流裝置,用來控制水的流速。不過這種漏壺因為做工簡單,而且都是青銅,極其容易被腐蝕,慢慢就變得不實用了。

漏刻

在漏壺的基礎上,經過原料和外觀的改進,漏刻的出現,彌補了計時器的不足,在古代,漏刻具有極其重要的軍事價值。《六韜·分兵》中就有:明告戰日,漏刻有時。漏刻是戰時計時工具,在徵戰中,幾時城門打開,幾時班師回朝,都有重要的時間根據。

在古代,漏刻慢慢成了民間的計時工具,朝廷開始在民間重要的關卡設置「譙樓」,用來專門給百姓計時用。同時也有防火防盜的作用,打更人會夜夜死守,保證不會出錯。在古代,這種在「譙樓」上班的人達20多人,他們往往各司其職,為銅壺保養,為銅壺保溫等。

東漢的科學家張衡,發現漏刻的級數越多,其記錄的時間越準確,所以張衡發明了多級漏刻,將晝夜的誤差穩定在40秒直到1657年,歐洲人發明了擺鐘,才將晝夜差縮短到20秒,我國漏刻領先時間計時足有1500多年。

水運儀象臺

在北宋,宰相蘇頌帶領百姓建造了更加高級的計時器,水運儀象臺,整個工程耗資五萬錢,這充分說明了我國古代對時間的重視。其原理和漏刻相似,只是用了更多級的漏刻,推動天文鐘和渾象儀,以達到報時的功能,可見我國古人的智慧。

現代的日晷

隨著社會的發展,古代的日晷顯然不適用了,我們想知道時間,看看手機就可以知道。如今,日晷的身影只有在一些博物館或者旅遊景點才可以看到。

為了讓人們方便認識日晷,現代的人們在日晷的上面標上了阿拉伯數字,這樣更加容易理解日晷的原理,這在我們的小學自然課本中常常見到。

古代的人,囿於科技水平的限制,對天文現象雖然感興趣卻無法有更大的發現,如今我們有天文望遠鏡,想知道宇宙中的動態隨時都可以。

儘管如此,日晷的發明還是帶動了我國古代天文觀測的發展。相信在以後,我們會發現更加有趣的天文現象,發明出更加先進的科學儀器。

相關焦點

  • 影子裡的古代文明——故宮裡的日晷
    古人應該也不知道地球有自轉軸,日晷的晷針是指向北極星的,更準確地說應該是北天極,所以也和地球的自轉軸平行。刻度是十二等分的。赤道式日晷的三大製作條件,我們還是能在網絡上找到的。赤道式日晷的三大自然現象:1. 日晷有正反兩面,但是太陽只能照射一面。2. 日晷有正反兩面,每一面太陽照射半年。
  • 漢白玉石雕日晷-忻州日晷青石雕塑廠家
    日晷原本是指日影,是依靠太陽的位置變換來計量時間的一種工具。地平日晷的晷盤面平放於當地的地平面上;立晷的晷盤面垂直於地平面;斜晷的晷平面指向任一方向。晷盤兩面都有刻度,分子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥十二時辰。漢白玉石雕日晷-忻州日晷青石雕塑廠家生產周期少要10天左右。石雕日晷加工好後,從安全角度著想,我們經常使用要修改模具進行包裝。綜合價格和安全我廠單車。
  • 太陽的空間運動與古人相對的時間概念
    古代沒有系統精確的計時工具,古人是如何來記錄時間的呢?大家者知道太陽東升西落,古人過著:日出而作,日落而息的生活。古人從所看到的太陽與自然事物的位置而創造了表示相對時間的文字。作為後來的我們通過學習古人的文學去理解古人的相對的時間體系。
  • 古人是怎麼計算時間的,根據什麼來判斷時辰和年月的看看古人智慧
    我們現在所使用的一年分為十二個月,三百六十五天,每天二十四個小時,每小時有六十分鐘,而每分鐘有六十秒的時間制度來自西方,可以說我們的生活離不開計時工具。但是,在現在的時間制度傳入我國之前,我們祖先們依靠的是怎樣的時間體系來生活的呢?
  • 古代沒有鐘錶,古人是如何計算時間的?其實很簡單
    古代的人們為此發明了好幾種計時的工具,我們一起來看一下。上古時代,人們講究日出而作,日落而息,是根據太陽的規律來劃分時間段的。到了西周年代,古人根據太陽運動,把一天劃分為12個時間段,即十二支。由此,古人發明了日晷,用它來計算時間更為精確一些。日晷可以說是比較早的計時工具了,它是由面和針兩部分組成,當太陽照過來的時候,針的影子會映在面上,隨著太陽的轉動,人們就可以清楚地知道現在的時間了。
  • 小常識:如果陰天裡看不見太陽,古人如何判斷一天之內的時間?
    利用較為精密的儀器進行精準計時可能很多人對我們國家很早就發明的日晷等儀器比較熟悉,是放置在戶外,利用太陽在其上的投影來指示時間,類似的儀器還有「圭表」,都是利用太陽光來計時的。但是,這種工具只能白天有陽光的時候用,如果陰天或者夜晚,就沒有效果了。
  • 古代人常見的計時方法,一炷香、一盞茶到底指什麼
    眾所周知,古代是沒有鐘錶、手機、電腦等計時的,但是,古人仍要工作學習和農耕,他們是怎麼確定何時該幹什麼呢?手錶、手機、電腦設備配備齊全如我們,尚且對時間的把握不甚理想,那古人又是如何把握住時間,而不至於讓日常生活亂成一團呢?
  • 「一寸光陰,一寸金」跨越歷史的長河,探尋古人是如何記錄時間?
    其計時的劃分方法,在《晉書·律曆志》景初歷的記載較為詳細:「黃初二年七月十五日癸未,日加壬。月加丙食。」古人非常聰明,很早就發現日月星辰等天氣現象的運動和時間有某種聯繫;掌握星星月亮太陽運行的規律,觀察太陽月亮的方位,了解星星分布的位置,就可以知道了解當時大概的時間。
  • 焚香計時的妙用
    古代修行人打坐,也常用香來計時,稱為「坐香」;誦經念佛的功課以香計時,則稱為「課香」;弟子犯錯受懲罰,也用香計時,稱為「罰香」或「跪香」。古代沒有鐘錶,常見的計時方法是打更、滴漏和日晷。日晷只能用於白天。晷面上刻有時辰,太陽的影子照在了哪個時辰,就是哪個時辰。打更不用說,我們常在古裝影視劇中看見,那一聲「天乾物燥,小心火燭」真是再經典不過了。
  • 中國用日晷計時 那古埃及呢
    古埃及擁有相當水準的天文學知識,他們通過觀測太陽和大犬座α星(即天狼星,古埃及稱「索卜烏德」,意思是水上之星)的運行制定曆法,即科普特歷。古埃及人將一年定為365天,每年12個月,一個月30天,剩餘5天作為節日。
  • 黃果樹瀑布附近發現上古先進「計時器」日晷!
    今天九妹跟帶你來了解一下我國古代最早用來計錄時間的「日晷 」。日晷儀又叫「日規」。是古代人們可用來計時的一種工具,通過觀察直杆在太陽下的影子所在的位置就可知道時間1、日晷,本義是指太陽的影子。現代的「日晷」指的是人類古代利用日影測得時刻的一種計時儀器,又稱「日規」。
  • 風水擇日,八字算命,到底是用真太陽時還是平太陽時
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  • 中國古人是怎麼進行天文測量的?
    與這架如今入門級別的望遠鏡相比,中國古人幾乎是兩手空空。那他們是如何實現觀星,並且做出精確的記錄的呢?咱們中國古人觀星的輔助性儀器有圭表、日晷、渾儀、簡儀、漏壺等。1、圭表圭表是由直立的表和沿子午線水平放置的圭兩部分組成。它除了能測定太陽過中天的時刻(正午)、夏至、冬至和回歸年的長度外,還可以測定黃、赤交角和地理緯度。
  • 西安南門月城日晷裝反了,發現一年為啥沒調整?
    一年前已發現問題 卻未能調整過來趙先生在政府部門工作,幾十年未見的一個戰友最近來西安了,他陪老戰友逛城牆遊南門,在月城內發現這個日晷後很感興趣,仔細觀察晷盤後發現計時不對,「南門是西安的『會客廳』,每天有很多國內外遊客在這裡遊覽,在日晷前拍照片的人也很多,怎能出現這樣的問題?看了這一幕,感覺心情很不好。
  • 算命,有一種時間,叫真太陽時
    目前出現了一種太陽時的概念。太陽時,就是以太陽實際照射來決定時間的概念。其中分為真太陽時和平太陽時。這其實是一種以太陽為基準、形成的地理概念上的「相對時間」概念,而不是計時系統的「絕對時間」概念。當然,話說回來,由於「國際日期變更線」這條線是人為所定的線,是現代人為制定的,在古代並沒有這條線。那麼,如果按照太陽時,古代如何解決一日最早時辰在哪裡開始的問題?答案是沒有!
  • 兩極高緯度地區極晝時整天都有太陽照射,為什麼氣溫還這麼低?
    可能有的小夥伴會有疑問,為什麼兩極地區一年中都有極晝現象,發生極晝現象時太陽整日可見,有的地區甚至幾個月都能連續受到陽光照射,為什麼氣溫還這麼低呢?如果我們撇開陰雨天等天氣的影響,實際上地球上任何一個地方一年中能夠照射到太陽輻射的時間都是相等的,也就是一年中有半年時間是白晝,另外半年時間為夜晚。
  • 太陽那點事兒
    古人為了確定二十四節氣和測量緯度,立一根八尺的杆,測出每天正午的杆影長度,影子最長的那天就是冬至,最短的那天是夏至,通過這兩天影子的差值,從而確定十二月和二十四節氣,具體怎麼確定,複雜的令我這個測量專業畢業的頭都暈,不詳述。 豎的杆子長度因為是八尺,從而得出的測量數據表就叫八尺表,不同緯度地點的八尺表是不一樣的。
  • 夏天的太陽很曬,冬天的太陽卻微弱,這是為什麼?
    夏天影子短,冬天影子長,影子的長短是由於光入射角度的差別,相比而言夏季的光入射角度更小,導致地表單位面積上接受的太陽能量更高,因此氣溫和地表溫度就更高一些。而更為奇特的是,北半球夏季的時候地球位於太陽軌道的遠日點,夏季的時候卻位於近日點,遠日點和近日點距離就差500萬公裡左右,而冬季和夏季明顯的氣溫差別表明這點距離對地球從太陽獲得的熱量差別不明顯,但是冬季和夏季卻又在大部分地球區域內真實存在,原因只有一個,那就是光的入射角度的差別。